第6节 透镜和视觉
第3课时 眼睛 视力缺陷与矫正
知识点 1 人的眼球与折光系统
1.如图2-6-22所示是眼球结构模式图,请据图回答下列问题(括号内填标号,横线上填名称)。
(1)外界物体反射的光线,经过[ ] 、房水,由瞳孔进入眼球内部,再经过[ ]
和玻璃体的 作用,在[ ] 上形成清晰物像,物像刺激感光细胞产生信息,沿[ ] 传到大脑皮层的 , 形成了视觉。
(2)从暗室走到阳光下, 会变 ,这种变化是由虹膜调节的。
(3)人的眼球好像一架照相机,晶状体和角膜的共同作用相当于一个 透镜,晶状体的曲度是靠[ ] 来调节的。外界物体在视网膜上所成的像是 (填“正立”或“倒立”)的实像。
知识点 2 近视与远视
2.某人看远处物体时,眼中成像情况如图2-6-23所示,则其眼睛出现的问题及纠正方法为 ( )
A.近视眼,应戴乙镜片
B.近视眼,应戴丙镜片
C.远视眼,应戴乙镜片
D.远视眼,应戴丙镜片
3.图2-6-24中能正确表示远视眼成像和矫正情况的是 ( )
A.②① B.③①
C.②④ D.③④
4.眼睛让我们看见多彩的世界。图2-6-25中属于爱护眼睛、保护视力的做法是 ( )
5.善于观察的小明发现,张老师上课时,观察远处的同学时要摘下眼镜,而看近处的课本时,又要戴上眼镜。这样频繁地戴上或摘下眼镜非常不方便。张老师的眼镜属于 (填“近视眼镜”或“远视眼镜”)。如图2-6-26所示是一种新型眼镜,这种眼镜的镜片分为上、下两个区,A区厚薄均匀,B区可以矫正视力。张老师戴上这种眼镜就可以通过 (填“A区”或“B区”)看远处的同学,再也不需要频繁地戴上或摘下眼镜了。
6.小华视物时的成像情况如图2-6-27所示,医生向她介绍激光手术:通过激光烧蚀厚度均匀的透明眼角膜,使之改变形状,实现视力矫正。手术后的眼角膜形状应为图2-6-28中的 ( )
7.(2020台州)为满足特殊人群的需求,有一种眼镜的镜片形状可以改变(如图2-6-29甲所示),它的改变是通过在透明的薄膜中注入或抽出光学液体来实现的。图乙是某人看远处物体时的成像情况,此时该人的视力缺陷和矫正时应选择的镜片是 ( )
A.近视眼,镜片Ⅰ B.近视眼,镜片Ⅱ
C.远视眼,镜片Ⅰ D.远视眼,镜片Ⅱ
8.如图2-6-30所示,把眼镜片放在烛焰与凸透镜之间,调节光屏得到烛焰清晰的像,撤去眼镜片,像变得模糊,调节光屏适当远离凸透镜,光屏上重新得到清晰的像。该眼镜片 ( )
A.是凹透镜,属于近视眼镜
B.是凹透镜,属于远视眼镜
C.是凸透镜,属于近视眼镜
D.是凸透镜,属于远视眼镜
9.眼睛和照相机都可以成像,但它们的调节方式不相同。照相机要拍摄远处景物时,必须 (填“增大”或“减小”)镜头到胶片的距离,使像成在胶片上;而正常人的眼睛看远处物体时,调节晶状体的厚度使之 (填“变薄”或“变厚”),从而使像成在视网膜上。
自|我|提|升
10. [例题] 某同学为了探究“视力矫正”的原理,利用探究凸透镜成像规律的装置做了以下实验。如图2-6-31所示,光屏上得到的是模糊的倒立实像,他将一个眼镜片放在凸透镜和烛焰之间,发现光屏上的像变清晰了,他移走眼镜片,稍微将光屏远离凸透镜,光屏上再次得到清晰的像,则该眼镜片是 ( )
A.远视眼镜片,对光有会聚作用
B.远视眼镜片,对光有发散作用
C.近视眼镜片,对光有会聚作用
D.近视眼镜片,对光有发散作用
[提示] 物距大于像距,光屏上能成倒立、缩小的实像,但光屏上得到的是模糊的倒立实像,说明像距不合适,由稍微将光屏远离凸透镜,光屏上再次得到清晰的像可知,像成在光屏原位置的后面,所以当将一个眼镜片放在凸透镜和烛焰之间,发现光屏上的像变清晰,说明该透镜对光有 作用,因此是 镜片。
[变式] 为了研究眼睛的成像原理,小科自主研制了如图2-6-32所示的实验装置。用水透镜模拟眼睛的晶状体,通过注水或抽水可改变水透镜凸度的大小。光屏和水透镜固定在光具座如图所示的位置。点燃蜡烛后,调节水透镜的凸度,直至光屏上成一个清晰倒立、 (填“放大”“等大”或“缩小”)的实像。若将点燃的蜡烛向左移动一小段距离,要使光屏上重新得到清晰的像,应对水透镜 (填“注水”或“抽水”)。
答案
第6节 透镜和视觉
第3课时 眼睛 视力缺陷与矫正
1.(1)2 角膜 3 晶状体 折射 6 视网膜 7 视神经 视觉中枢
(2)瞳孔 小
(3)凸 1 睫状肌 倒立
2.B 3.C 4.C
5.远视眼镜 A区
6.B
7.A 由图可知,某人看远处物体时,像成在了视网膜的前方,所以是近视眼,需要戴凹透镜矫正。由图可知,镜片Ⅰ是凹透镜,镜片Ⅱ是凸透镜。
8.D 由题意“撤去眼镜片,像变得模糊,调节光屏适当远离凸透镜,光屏上重新得到清晰的像”,说明撤去眼镜片后,对光的会聚能力减弱,说明该镜片对光具有会聚作用,则该透镜为凸透镜,属于远视眼镜。
9.减小 变薄
用照相机拍摄远处景物时,物距要增大,像距要减小,所以镜头向后缩,使镜头靠近胶片,减小凸透镜到胶片的距离。晶状体相当于凸透镜,人眼是通过睫状肌来改变晶状体厚薄的,从而改变晶状体的焦距(凸度),来实现看清不同远近的物体。当睫状肌放松时,晶状体比较薄,对光的偏折能力变小,远处物体射来的光刚好会聚在视网膜上,眼球可以看清远处的物体;当睫状肌收缩时,晶状体变厚,对光的偏折能力变大,近处物体射来的光会聚在视网膜上,眼睛就可以看清近处的物体。
10.[例题] A
[提示] 会聚 远视眼
[变式] 缩小 抽水第6节 透镜和视觉
第1课时 透镜
知识点 1 透镜的分类
1.中间厚、边缘薄的透镜叫 透镜,中间薄、边缘厚的透镜叫 透镜。图2-6-1中,属于凸透镜的有 ,属于凹透镜的有 (后两空均填字母)。
知识点 2 透镜对光的作用
2.如图2-6-2所示,某同学将凸透镜正对太阳光,在透镜的另一侧移动白纸,在距透镜10 cm时,白纸上呈现出 的一点为焦点,该凸透镜的焦距约是 cm,这个实验说明了凸透镜对光有 作用。如果将白纸靠近凸透镜,光斑将 (填“变大”或“变小”),远离凸透镜光斑将 (填“变大”或“变小”)。换凹透镜再做上面的实验,纸上还能得到最小、最亮的光斑吗 。
3.如图2-6-3甲所示,让平行于凸透镜 的几束光射向凸透镜,光通过透镜 (填“靠拢”或“远离”)主光轴,说明凸透镜对光有 作用。如图乙所示,让平行于透镜主光轴的几束光射向凹透镜,光通过透镜后 (填“靠拢”或“远离”)主光轴,说明凹透镜对光有 作用。
4.图2-6-4是一个截面为正方形、中空部分为椭圆形的玻璃体,则这个玻璃体 ( )
①可以看作两块凹透镜
②可以看作一块凸透镜
③对图示光束具有发散作用
④对图示光束具有会聚作用
A.①②③ B.①③
C.②④ D.①②③④
知识点 3 透镜特殊光线作图
5.完成如图2-6-5所示的光路图。
6.如果把一个玻璃球分割成五块,其截面如图2-6-6所示,再将这五块玻璃a、b、c、d、e分别放在太阳光下,能使光发散的是 ( )
A.a B.b
C.c D.都不行
7.小明利用太阳光测量凸透镜的焦距。图2-6-7中操作最合理的是 ( )
8.如图2-6-8所示,虚线框内各放置一个透镜,由发光点发出的两束光通过透镜前后的方向可知 ( )
A.图甲为凹透镜,图乙为凸透镜
B.图甲、乙都为凸透镜
C.图甲为凸透镜,图乙为凹透镜
D.图甲、乙都为凹透镜
9.如图2-6-9所示,一束光通过放在虚线框中的光学元件后改变了传播方向,则该光学元件 ( )
A.只能是平面镜 B.只能是凸透镜
C.只能是凹透镜 D.可能是平面镜、凸透镜或凹透镜
10.如图2-6-10甲所示,把凸透镜正对着太阳光,在桌面上得到一个最小、最亮的光斑F,则凸透镜的焦距是 cm。如图乙所示是微型手电筒所用的小灯泡,小灯泡前端的A部分相当于 ,从A处射出的光为平行光束时,这种小灯泡的灯丝位于A的 处。
11.如图2-6-11所示,根据透镜对光的作用分别在图甲、乙中画出折射光线和入射光线,并在图丙的虚线框中填上合适的透镜。
12.某科学学习小组选择如图2-6-12 (a)所示的四个透镜进行探究实验(其中A、B和C、D是两组形状相同的凸透镜,它们分别用玻璃、塑料和玻璃、水晶制作而成)。
(1)为了探究“凸透镜的焦距(长短)与透镜球形表面弯曲程度的关系”,小组同学应选择图(a)中的哪两个凸透镜做实验 (填字母)。器材确定后,接着小组同学让一束与主光轴平行的光,分别经过两凸透镜后会聚于焦点处,如图(b)甲、乙所示。比较两次实验的现象,可以得到的结论是:凸透镜表面越凸,凸透镜的焦距越 。
(2)如果选择A、B两个透镜,他们还可以探究“凸透镜的焦距(长短)与透镜的 的关系”。
自|我|提|升
13.[例题] 将凸透镜正对太阳光,其下方的纸上呈现一个并非最小的光斑,这时光斑到凸透镜的距离为l。若凸透镜远离纸的过程中光斑一直变大,则该凸透镜的焦距 ( )
A.一定小于l
B.一定等于l
C.一定大于l
D.可能小于l,也可能大于l
[提示] 如图2-6-13所示,纸在焦点右边位置时向右移,光斑一直变 (填“大”或“小”),光线的亮度逐渐变 (填“亮”或“暗”)。如果纸在焦点位置,向右移,光斑一直变 (填“大”或“小”),如果纸在焦点左边位置向右移,光斑大小的变化是 。
答案
第6节 透镜和视觉
第1课时 透镜
1.凸 凹 b、c、e a、d
2.最小、最亮 10 会聚 变大 变大 不能
3.主光轴 靠拢 会聚 远离 发散
4.B
5.如图所示
6.B 凸透镜中间厚、边缘薄;而凹透镜中间薄、边缘厚。图中a、c、d、e是凸透镜,对光有会聚作用;b是凹透镜,对光有发散作用。
7.C 利用会聚太阳光法测焦距时,要将凸透镜正对着太阳光,太阳光经过凸透镜后将会聚在焦点处,所以把白纸(光屏)置于另一侧,改变白纸与凸透镜间的距离,直到白纸上出现一个最小、最亮的光斑,这个光斑便为焦点,测出光斑到凸透镜的距离,可得凸透镜的焦距。
8.C 9.D
10.13.2 凸透镜 焦点
平行于主光轴的光线经凸透镜折射后,会聚在主光轴上一点,即为凸透镜的焦点,焦点到光心的距离是凸透镜的焦距,所以凸透镜的焦距是13.2 cm;小灯泡前端的A部分中间厚边缘薄,相当于一个凸透镜,对光线有会聚作用。
11.如图所示
12.(1)A、C 短 (2)材料
13.[例题] A 由于光斑到凸透镜的距离为l时,纸上呈现一个并非最小的光斑,这个光斑可能在焦点之后,也可能在焦点之前,所以凸透镜的焦距f≠l;凸透镜远离纸的过程中光斑一直变大,说明光斑在焦点之后,因此f一定小于l。
[提示] 大 暗 大 先变小后变大第6节 透镜和视觉
第2课时 探究:凸透镜成像规律
知识点 1 凸透镜成像规律
1.某同学用焦距为10 cm的凸透镜探究凸透镜的成像规律,实验装置如图2-6-14所示,在实验过程中保持凸透镜的位置不变。请你根据所学知识完成下列填空。
(1)实验中应调整器材,使烛焰、 、 三者的中心在 上,确保像成在光屏 。
(2)改变蜡烛位置,使其位于20 cm刻度线处,再移动光屏,烛焰在光屏上成清晰的 、
的实像,像成在 cm 刻度线和 cm刻度线之间,此时 , (后两空均填u与f,v与f的关系)。
(3)改变蜡烛位置,当u=2f时,v=2f,成清晰的 、等大的实像;当f2f,烛焰在光屏上成清晰的 、 的实像,像成在 cm刻度线之外;当u=f时既不能成实像也不能成虚像。
(4)改变蜡烛位置,使其位于42 cm刻度线处,小刚从凸透镜的右侧通过透镜可以看到烛焰 、 的 像,此时u f。
2.在“探究凸透镜成像的规律”时得出的一些结论:如图2-6-15所示, 倍焦距处是成实像和虚像的分界点, 倍焦距处是成放大的像和缩小的像的分界点。无论成实像还是成虚像,蜡烛总是越靠近 , 成的像越大。蜡烛向上移动时像向 移动。用火柴盒把凸透镜的一半遮掉,光屏上 (填“能”或“不能”)成完整的像,光屏上像的亮度变 。
知识点 2 凸透镜成像规律的应用
3.如图2-6-16所示,据图回答:
(1)图甲中成 、 的 像,是 的工作原理图。
(2)图乙中成 、 的 像,是 的工作原理图。
(3)图丙中成 、 的 像,是 的工作原理图。它可通过调节 与 的距离来改变放大倍数。
4.(2020杭州)照相机和放大镜都是凸透镜成像原理的具体应用。如图2-6-17所示(P点为二倍焦距点),下列关于照相机、放大镜使用和成像的说法正确的是 ( )
A.照相机:被拍物体应在甲区域内,成倒立、缩小的实像
B.照相机:被拍物体应在乙区域内,成倒立、缩小的实像
C.放大镜:被观察物体应在乙区域内,成正立、放大的虚像
D.放大镜:被观察物体应在丙区域内,成正立、放大的实像
5.在探究凸透镜成像规律时,开始时烛焰在光屏上成缩小的像,接着把物距调整为刚才的一半,移动光屏使烛焰在光屏上成像,此时的像 ( )
A.是放大的 B.是缩小的
C.是等大的 D.以上三种都有可能
6.某同学做“探究凸透镜成像规律”的实验时,所用凸透镜的焦距为f,保持凸透镜的位置不变,如图2-6-18所示,先后使烛焰位于a、b、c、d四点,并分别调整光屏的位置,关于a、b、c、d四点的成像情况,下列说法中错误的是 ( )
A.烛焰位于a点时,光屏上出现的实像最小
B.烛焰位于c点时,光屏上出现的实像最大
C.烛焰位于b点时,光屏上出现的实像最大
D.烛焰位于d点时,成正立、放大的虚像
7.图2-6-19为某款数码相机的成像原理,镜头相当于一个凸透镜,影像传感器相当于光屏,拍照时,将镜头对准景物,相机通过自动调节,就能得到清晰的像,下列说法中正确的是 ( )
A.为拍摄到更大的像应将镜头远离景物
B.为扩大拍摄范围应将镜头靠近景物
C.影像传感器上成的是正立的实像
D.景物在二倍焦距以外才能成缩小的像
8.如图2-6-20所示是小伟通过实验得到的凸透镜的像距v和物距u的关系图像,由图可知,凸透镜的焦距是 cm; 当物距为30 cm时的成像特点可应用于 (填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)。用该凸透镜作放大镜使用时,被观察的物体到透镜的距离在 cm以内;把物体从距凸透镜15 cm处移到距凸透镜40 cm处的过程中,像的大小将 (填“变大”“变小”或“不变”)。
9.在“探究凸透镜成像规律”的实验中,小华同学进行了如下两个探究:
(1)为探究像距与焦距的关系,他选用焦距不同的三个凸透镜进行实验,实验数据记录如下表。
实验序号 物距u/cm 焦距f/cm 像距v/cm
1 15 8 17
2 10 30
3 12 60
分析表中数据可知,保持物距不变时,焦距越大,像距越 (填“大”或“小”)。
(2)小华用若干个发光二极管组成形状为“E”的发光物体,如图2-6-21甲所示,将发光物体、凸透镜和光屏依次组装到光具座上并调整好距离,在光屏上所成的像如图乙所示。如果只将“E”换成“R”,并在同一位置观察,光屏上所成的像应是图丙中的 (填序号)。
答案
第6节 透镜和视觉
第2课时 探究:凸透镜成像规律
1.(1)透镜 光屏 同一高度 中央
(2)倒立 缩小 60 70 u>2f f(3)倒立 倒立 放大 70
(4)正立 放大 虚 <
2.一 二 焦点 下 能 暗
3.(1)倒立 缩小 实 照相机
(2)倒立 放大 实 投影仪(或幻灯机)
(3)正立 放大 虚 放大镜 放大镜 物体
4.A
5.D 在探究凸透镜成像规律时,开始时烛焰在光屏上成缩小的像,此时物距大于二倍焦距(u>2f),接着把物距调整为刚才的一半,则此时的物距应大于一倍焦距(u'>f);若此时的物距大于二倍焦距,成的是倒立、缩小的实像;若此时的物距等于二倍焦距,成的是倒立、等大的实像;若此时的物距在一倍焦距和二倍焦距之间,成的是倒立、放大的实像。由此可知,光屏上的像可能是放大的,可能是缩小的,也可能是等大的。
6.C (1)烛焰位于a点时,物距大于二倍焦距,成倒立、缩小的实像,屏上出现的实像最小;(2)烛焰位于b、c两点时,物距大于一倍焦距小于二倍焦距,都成倒立、放大的实像,但b点位置距离透镜较c点位置远,因此烛焰位于c点时,屏上出现的实像最大;(3)烛焰位于d点时,物距小于一倍焦距,成正立、放大的虚像。
7.D 照相机的镜头相当于一个凸透镜,用照相机给景物照相时,景物离镜头的距离u和镜头焦距f的关系是u>2f。在影像传感器上成的是一个倒立、缩小的实像。凸透镜成实像时,物近像远像变大。因此为拍摄到更大的像应将镜头靠近景物,为扩大拍摄范围应将镜头远离景物。
8.10 照相机 10 变小
9.(1)大 (2)④
(2)凸透镜所成实像与原物体相比,上、下左右均颠倒,故④正确。
